2020-10-10
290
План
10.1 Введение
10.2 Классификация съемок
10.3 Горизонтальная съемка
10.3.1 Способ засечек
10.3.2 Полярный способ
10.3.3 Способ перпендикуляров
10.4 Тахеометрическая съемка
10.4.1 Составление плана участка местности
10.5 Мензульная съемка
10.6 Специальные съемки
10.1 Введение
Комплекс работ, в результате выполнения которых получают карту или план местности, называют топографической съемкой.
Обычный вид топографических карт и планов - лист бумаги, на котором в условных знаках изображен участок местности.
Съемка местности сводится к определению координат и отметок отдельных точек, характеризующих местоположение объектов местности и её рельеф. При съемке геодезисты часто используют различные местные системы координат; планы и карты издаются в зональной прямоугольной системе координат Гаусса.
Средняя ошибка положения точечного объекта или четкого контура на плане относительно ближайших пунктов съемочного обоснования допускается 0,5 мм (в горной и лесной местности - 0,7 мм). Эта величина называется точностью плана.
Ошибка изображения рельефа зависит от характера рельефа и обычно равна одной трети высоты сечения рельефа.
10.2 Классификация съемок
Различают аэрофотосъемку, наземную и комбинированную съемки.
Аэрофотосъемка обычно выполняется стереотопографическим методом, когда снимки местности получают с помощью фотоаппаратов, установленных на самолете, а обработку снимков и рисовку плана выполняют в камеральных условиях на стереоприборах.
Комбинированная съемка - является комбинацией аэрофотосъемки и наземной съемки; плановая ситуация рисуется по аэроснимкам, а рельеф снимается на фотоплан в полевых условиях.
Аэрофотосъемка и комбинированная съемка являются основными методами создания карт и планов на большие территории. Наземную съемку применяют при создании крупномасштабных планов небольших участков, когда применение аэрофотосъемки либо невозможно, либо экономически невыгодно.
Наземная съемка выполняется с поверхности земли. В зависимости от методики съемки и применяемых приборов наземная съемка может быть нескольких видов:
- тахеометрическая;
- мензульная;
- горизонтальная или теодолитная: получают план участка местности, на котором нет изображения рельефа;
- вертикальная, при этом получают план с изображением рельефа практически без плановой ситуации;
- фототеодолитная, при этом снимки местности получают с помощью фототеодолита, а их обработку и рисовку плана выполняют на стереоприборах;
- специальные виды съемок.
10.3 Горизонтальная съемка
В простейшем варианте выполняется с помощью теодолита и рулетки. Съемочное обоснование обычно создают проложением теодолитных ходов. Положение отдельных точек определяют относительно пунктов съемочного обоснования и линий, соединяющих их:
- способом засечек (угловых, линейных и др.);
- полярным способом;
- способом перпендикуляров;
- способом створов.
Широко также применяется способ обмеров зданий и сооружений и расстояний между ними с помощью рулетки.
10.3.1 Способ засечек
При угловой засечке положение точки 1 (рисунок 10.1) определяют относительно двух пунктов съемочного обоснования точки А и В с помощью двух измеренных горизонтальных углов α и β. Положение другой точки 2 определяют, измеряя два других угла α2 и β2.
При построении плана при двух точках А и В с помощью транспортира строят углы а1 и β1 и в пересечении линий получают изображение точки 1 на плане (аналогично точка 2).
Если расстояние до точки 1 не превышает длины рулетки, положение точки определяют линейной засечкой, при которой измеряют расстояния А -1 и В-1.
| . При построении плана из точки А проводят дугу радиусом, равным расстоянию А-1 в масштабе плана, а из точки В – радиусом (В -1). Точка пересечения этих дуг является изображением точки 1 на плане. Тs = 0,3 мм× М – допустимая ошибка, М – знаменатель масштаба съемки |
Рисунок 10.1 – Способ засечек
10.3.2 Полярный способ
Полярный способ съемки (рисунок 10.2) – это реализация полярной системы координат. Теодолит устанавливают на точке А, принимая его за начало (полюс) местной полярной системы координат. Полярная ось совмещается с направлением на другой пункт съемочного обоснования В. Затем измеряют горизонтальный угол β1, образованный направлением АВ и направлениями на снимаемую точку 1, и расстояние S1, от точки А до точки 1.
При построении плана положение точки 1 получают, откладывая на стороне угла β 1, построенного транспортиром, расстояние S1, в масштабе плана. Ошибка положения точки в масштабе 1:2000: при Ѕ = 100 м – ms = 0,7 м, mβ = 24', ms /Ѕ = 1/150.
Рисунок 10.2 – Полярный способ
10.3.3 Способ перпендикуляров
Способ перпендикуляров является реализацией обычной прямоугольной системы координат (рисунок 10.3). Пусть линия АВ - одна из сторон теодолитного хода. Примем её за ось L, начало координат совместим с пунктом А, ось d расположим перпендикулярно линии АВ.
Рисунок 10.3 - Способ перпендикуляров
| Положение точки 1 определяется двумя перпендикулярами L1 и d1, длины которых измеряют мерной лентой или рулеткой. Для построения прямого угла β можно применить теодолит или эккер; иногда угол β = 90˚ можно построить на глаз. Положение точки 1 на плане получают после выполнения 3-х операций: откладывания вдоль линии АВ длины L1, построение угла β = 90˚ с помощью транспортира, откладывания на стороне угла β длины второго перпендикуляра d1. |
Ошибка положения точки складывается из ошибки измерения перпендикуляра L, ошибки построения угла 90˚ и ошибки измерения перпендикуляра d. Приняв ошибку построения угла mβ = 30´, допустимая длина перпендикуляра d = 33 мм в масштабе плана при относительной ошибке его измерения md /d = 0,33 мм/ 33 м = 1/ 110.
Для плана масштаба 1:2000 расчетная длина перпендикуляра d получается 66 м, а для масштаба 1:500 - 16 м.
При горизонтальной съемке результаты измерений углов и линий записывают в журнал. Кроме того, прямо в поле составляют схематический чертеж местности - абрис, на котором показывают все пункты съемочного обоснования, контуры, ситуацию местности, записывают результаты измерений, делают пояснительные записи.
По материалам съемки составляют и вычерчивают план участка.
10.4 Тахеометрическая съемка
В названии "тахеометрическая" подчеркивается высокая производительность труда.
Съемку выполняют либо теодолитом, либо тахеометром - автоматом; в комплект входит еще рейка и штатив.
Тахеометр представляет собой разновидность теодолита, предназначен для выполнения тахеометрической съемки и сопутствующих ей работ.
Различают три основных типа тахеометров: внутрибазисные, номограммные и электронные.
Внутрибазисные тахеометры с внутрибазисным дальномером используются для безреечной съемки застроенных территорий, горных выработок и т.д. наибольшее применение в производстве имел тахеометр ТВ.
Номограммые тахеометры представляют собой совокупность теодолита Т5, предназначенного для измерения горизонтальных углов и углов наклона, номограммного дальномера-высотомера, с помощью которого определяют горизонтальные проложения и превышения. Широкое применение в производстве имели отечественный тахеометр 2ТН; тахеометры Венгрии: Та-Д1, Те-Д4 и др.
Электронные тахеометры представляют собой совокупность теодолита (угломерная часть), с помощью которого определяются горизонтальные и вертикальные углы; светодальномера для измерения расстояний и ЭВМ, предназначенной для решения геодезических задач, управления прибором, контроля результатов измерения и их хранения. Примером может служить отечественный электронный тахеометр 3Та5, с помощью которого можно определять горизонтальные углы с точностью 5´´; зенитные расстояния с точностью 7´´; наклонные дальности с точностью до 10 мм; горизонтальные проложения; превышения или высоты точек визирования; приращения координат или координаты точек визирования. Отечественной промышленностью выпускаются современные высокопроизводительные электронные тахеометры нового поколения: 3Та5С, 2Та5, 3Та5Р и др.
Существуют роботизированные электронные тахеометры. Например, компания TRIMBLE (Швеция) производит роботизированные электронные тахеометры серии 5600, которые по заданной программе сами находят положение отражателей, измеряют расстояние до них, горизонтальные, вертикальные углы и вычисляют координаты каждого объекта наблюдения. Дальность измерения расстояния без отражателя достигает 600 м. Время поиска отражателя < 10 сек. Точность измерения расстояния без отражателя < 5 мм. Объем внутренней памяти прибора составляет 4Мб (10000 точек).
Съемочное обоснование создают, прокладывая теодолитные ходы, ходы технического нивелирования, высотные или тахеометрические ходы.
Тахеометрическая съемка выполняется с пункта съемочного обоснования в полярной системе координат.
Теодолит центрируют над точкой А, горизонтируют, приводят трубу в рабочее положение и ориентируют на соседний пункт β съемочного обоснования, т.е. устанавливают на лимбе отсчет 0º 0' при наведении трубы на этот пункт.
Трубу теодолита наводят на рейку, установленную в какой-либо точке местности и измеряют три величины, определяющие положение снимаемой точки в плане и по высоте: горизонтальный полярный угол, угол наклона и дальномерное расстояние. Затем вычисляют превышение и горизонтальное проложение.
Точка установки рейки называется пикетом, различают высотные и плановые пикеты.
Высотные пикеты располагают во всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах гор и холмов, на дне котловин и впадин, на линии водослива лощин и раздела хребтов, у подошв гор и хребтов, у бровок котловин и лощин, в точках седловин, на линиях перегиба скатов и т.д. Расстояние между высотными пикетами не должно превышать 20 мм плана (М 1:2000, 30 мм 1:1000 и 40 мм 1:500), чтобы при рисовке рельефа было удобно выполнять интерполирование горизонталей. Главное условие выбора высотных пикетов - отсутствие перегибов ската между соседними пикетами.
Чем больше высотных пикетов, тем легче рисовать рельеф на плане, но не надо забывать, что объем выполненной работы определяется не числом пикетов, а заснятой площади в гектарах или в км2. Поэтому пикетов надо набирать столько, сколько требуется для правильной рисовки рельефа.
Плановые пикеты располагают на контурах и объектах местности, иногда плановые пикеты называют реечными точками.
Требуемая точность измерений горизонтальных углов и расстояний при тахеометрической съемке такая же, как и при горизонтальной:
mβ = 24', ms/ Ѕ = 1/ 150.
Поскольку требования к точности измерений при тахеометрической съемке невысокие, то измерение при съемке пикетов выполняют по упрощенной методике:
- горизонтальные углы измеряют при одном положении круга;
- расстояния, измеряемые по нитяному дальномеру, округляют до целых метров при съемке в масштабах 1:2000 и 1:5000;
- углы наклона измеряют при одном положении круга, установив его близким или равным нулю.
Все результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки; затем также вычисляют углы наклона, горизонтальные проложения, превышение пикетов относительно точки стояния теодолита и отметки пикетов. Одновременно с ведением журнала составляют схематический чертеж местности - абрис, на котором показывают все измеренные с этой станции пикеты, контуры, ситуацию, формы рельефа, направление скатов. Превышения и расстояния до пикетов вычисляют по формулам:
h = 0,5D × sin2ν + i – υ, (10.1)
S = D × cosν, (10.2)
где D – дальномерное расстояние,
ν - угол наклона,
i - высота теодолита над точкой,
υ – высота наведения на рейку.
10.4.1 Составление плана участка местности
План местности характеризуется точностью, детальностью, полнотой.
Детальность плана - степень подобия изображенных на плане контуров и объектов местности. На плане допускается спрямление контуров с ошибкой 0,5 мм в масштабе плана.
Полнота плана определяется конкретными условиями участка местности и его назначением. В зависимости от назначения крупномасштабные планы делятся на топографические и специализированные. На топографические планы наносят все объекты и контуры, перечисленные в книге "Условные знаки для масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500", а рельеф изображается с точностью, предусмотренной Инструкцией. При создании специализированных планов можно изображать не всю ситуацию, а только необходимую заказчику, применять нестандартную высоту сечения рельефа и т.п.
Точность плана - средняя ошибка положения объекта или четкого контура относительно ближайших пунктов съемочного обоснования.
Согласно Инструкции эта ошибка не должно превышать 0,5 мм в масштабе плана; в горной местности этот допуск увеличивается до 0,7 мм.
Нужный масштаб рассчитывается по допуску 0,5 мм на плане. Заданная ошибка взаимного наложения объектов в натуре равна, например, 1 м, то масштаб съемки должен быть:
1/М = 0,5 мм/ 1м = 1/2000.
План строится в два этапа:
- наносится геодезическая основа, т.е. пункты ГГС, пункты сетей сгущения и пункты съемочного обоснования по их известным прямоугольным координатам;
- наносится ситуация, т.е. наносятся пикеты относительно пунктов съемочного обоснования в местных полярных системах координат, и рисуются контуры и рельеф.
Сначала на листе ватмана строят координатную сетку квадратов со стороной 10 см при помощи специальной линейки Дробышева; координаты углов квадратов подписывают. Затем по координатам, выбранным из специальных таблиц по номенклатуре листа, строят углы рамок трапеции.
Ошибка положения вершин квадратов координатной сетки должна быть порядка графической точности – 0.1 мм.
Все контуры съемочного обоснования, с которых выполнялась съемка и пункты опорных сетей, попадающие на данный лист плана, наносят по их координатам.
Пикеты наносят в местных полярных системах координат при помощи транспортира и поперечного масштаба или с помощью тахеографа (кругового транспортира с линейкой на прозрачной основе). Около каждого пикета подписывают его номер и отметку.
Затем, используя абрис, вычерчивают ситуацию в условных знаках и проводят горизонтали.
Составленный план выносят на участок местности и выполняют его контроль либо на глаз, либо инструментально. После проверки план вычерчивают в туши в один или несколько цветов, наносят все подписи, оформляют рамки и зарамочное пространство, заполняют формуляр.
10.5 Мензульная съемка
При производстве мензульной съемки план участка создается непосредственно в поле, т.е. результаты съемки, ситуации и рельефа наносят на план на каждом пункте, где установлен прибор для съемки. Для выполнения мензульной съемки применяют мензулу, кипрегель и рейку.
При мензульной съемке горизонтальные углы не измеряют, а строят на плане графически; для этого планшет должен быть ориентирован на местности.
Мензульная съемка выполняется полярным способом, при этом направление полярной оси задается направлением, по которому ориентирован планшет.
На каждой станции после полного набора пикетов проводят контурные линии, наносят условные знаки объектов местности, проводят горизонтали и только после этого переходят на другой пункт съемочного обоснования.
Ежедневно составляют кальку высот, на которую копируют все высотные пикеты, а также кальку контуров.
Недостатки: план в одном экземпляре, зависимость от погоды, громоздкость, мензула.
10.6 Специальные съемки
Кадастровая съемка. Выполняется для создания и обновления государственного кадастра. Государственный кадастр - это банк данных о правовом режиме земель и вод, их природном и экономическом состоянии, составляемый и периодически обновляемый по результатам кадастрового картографирования и мониторинга.
Мониторинг земель - это система наблюдения за состоянием земельного фонда, своевременного выявления изменений, предупреждения и устранения последствий негативных явлений. При кадастровой съемке съемочное обоснование создается в виде отдельных линейно-угловых кодов и систем ходов, различных засечек, ходов и сетей технического нивелирования.
Съемка границ земельных участков выполняется, как правило, полярным способом точным теодолитом - тахеометром или электронным тахеометром; для контроля применяется метод промеров.
Нивелирование поверхности - это съемка рельефа на небольшом участке местности, выполняемая с помощью нивелира и рейки; в этой съемки пикеты фиксируют колышками в вершинах квадратов или прямоугольников, разбиваемых на местности с нужной степенью точности.
По результатам съемки вычерчивается план местности, на котором рельеф изображен точно, а изображение ситуации либо отсутствует, либо выполнено с невысокой точностью.
Нивелирование трассы - это съемка узкой полосы местности, по оси которой проложен теодолитный ход. Ширина полосы обычно не превышает 40-200 м; нивелирование выполняется вдоль трассы и по поперечникам, прокладываемым в обе стороны от оси трассы на характерных точках рельефа и будущего сооружения. По результатам съемки строят профиль трассы.
Съемка дна водоемов выполняется с катеров, которые перемещаются по заданным маршрутам в пределах водоема и положение которых фиксируется через некоторые промежутки времени геодезическими засечками. Основной прибор для съемки дна - это эхолот-самописец. По результатам съемки вычерчивают план дна водоема в горизонталях и профили дна по заданным направлениям.
Исполнительная съемка - проводится в обязательном порядке после выполнения строительных или монтажных работ и имеет целью зафиксировать фактическое положение отдельных узлов и деталей сооружения относительно их проектного положения.
Съемка подкрановых путей - выполняется в заводских цехах для определения планового и высотного положения рельсов, балок, консолей подкрановых путей. По результатам съемки составляют план, профиль и проект рихтовки рельсов и балок.
Лекция 11
